§ 53. Funktioner geografiskt hölje

Kom ihåg

Hur skilde sig jordens antika atmosfär i sammansättningen av gaser från den moderna? Är levande organismer jämnt fördelade i biosfären? Var finns de mest?

Geografiskt hölje - förr och nu. Det geografiska höljet bildades gradvis som ett resultat av en lång och komplex växelverkan mellan litosfären, hydrosfären, atmosfären och biosfären. I dess utveckling kan tre huvudstadier urskiljas.

Tabell 9

Bildandet och utvecklingen av det geografiska höljet kräver en stor mängd energi. Var kommer det ifrån? Det finns två sådana källor. Det mesta av energin kommer från solen. Detta är huvudmotorn i alla naturliga processer. En annan källa är jordens inre värme.

Det unika med det geografiska höljet. Det geografiska höljet är mycket tunt. Men dess roll på planeten bestäms inte av dess storlek. Endast i detta tunna skal finns förutsättningar för liv. Det är här människor bor och arbetar. Det finns inga sådana skal på någon planet i solsystemet, och kanske i hela vår galax.

Det geografiska skalet är mycket komplext. Du vet redan att det inte är enhetligt vertikalt. Det finns en tydlig sekvens i fördelningen av gasformiga, flytande och fasta ämnen i den: ju tätare ämnet är, desto lägre är det beläget.

Men det geografiska höljet är också heterogent horisontellt. Den består av territoriella komplex av olika storlekar.

Frågor och uppgifter

Vilka är stadierna i utvecklingen av det geografiska höljet?
Vilka energikällor står för bildandet och utvecklingen av det geografiska höljet?
Namnge egenskaperna i det geografiska kuvertet.

Det geografiska höljet är ett komplett och kontinuerligt skal av jorden, bildat som ett resultat av interpenetration och interaktion av ämnen i enskilda geosfärer - litosfären, hydrosfären, atmosfären och biosfären. Dess gränser är oklara, så forskare definierar dem annorlunda. Den övre gränsen anses vara ozonskärmen på en höjd av 25-30 km, den nedre gränsen tas inom litosfären på flera hundra meters djup, ibland upp till 4-5 km eller längs havsbotten. Den består helt av hydrosfären och biosfären, det mesta av atmosfären och en del av litosfären. Det geografiska höljet är komplext dynamiskt system, som kännetecknas av närvaron av ämnen i tre aggregationstillstånd- fast, flytande och gasformig, oxiderande miljö och levande materia, komplex migration av materia med deltagande av vatten, syre och levande organismer, koncentration av solenergi och rikedomen av olika typer av fri energi.

Det geografiska höljet täcker hela planeten, därför anses det vara ett planetariskt komplex. Det är här som alla skal kommer i nära kontakt och tränger in i varandra och livet fokuseras. Att leva i ett geografiskt skal Mänskligt samhälle, den har ett antal specifika funktioner. Det kännetecknas av en mängd olika sammansättning och energislag. Det geografiska höljet är heterogent inte bara i de vertikala, utan också i de horisontella riktningarna. Det skiljer sig till separata naturliga komplex - relativt homogena delar av jordens yta. Dess differentiering till naturliga komplex beror på den ojämna tillförseln av värme till dess olika delar och heterogeniteten jordens yta.

Zonal särdrag i det geografiska höljet

Det geografiska höljet har ett antal regelbundenheter. De viktigaste av dem är: integritet, utvecklingsrytm, horisontell zonindelning och höjdzonering. Integritet är enheten i det geografiska skalet, på grund av dess komponenters sammanlänkning. En förändring av en av komponenterna innebär förvisso en förändring av de andra. Skogar leder alltså till en hel kedja av naturliga förändringar: skogsväxter och djur försvinner - jordar förstörs och sköljs bort - grundvattennivåerna minskar - floder blir grunda. Integritet uppnås genom cirkulation av materia och energi (atmosfärisk cirkulation, system av havsströmmar, vattenkretslopp, biologiskt kretslopp). De säkerställer repeterbarhet av processer och fenomen och främjar relationer mellan naturliga komponenter.

På grund av jordens rotation runt sin axel och solen, ojämn uppvärmning av jordens yta, upprepas alla processer och fenomen i det geografiska höljet efter en viss tidsperiod. Det är så rytmicitet uppstår – den naturliga upprepningen av naturfenomen och processer över tid. Det finns dagliga och säsongsbetonade rytmer, till exempel förändringar av dag och natt, årstider, ebb och flod och liknande. Det finns rytmer som upprepas efter en viss tid: fönster med klimatsvängningar och vattenstånd i sjöar och liknande.

Zonindelning är en naturlig förändring av naturliga komponenter och naturliga komplex i riktningen från ekvatorn till polerna. Det orsakas av olika mängder värme på grund av jordens sfäricitet. Zonkomplex inkluderar geografiska zoner och naturområden. Geografiska bälten är de mest zonala komplexen, som sträcker sig i latitudinell riktning (ekvatorial, subequatorial, tropisk, etc.). Varje geografisk zon är uppdelad i mindre komplex av naturliga zoner (stäpper, öknar, halvöknar, skogar).

Höjdzonering är en naturlig förändring av naturliga komponenter och naturliga komplex med en stigning upp i bergen från foten till topparna. Det orsakas av klimatförändringar med höjd: en minskning av temperaturen (med 0,6 ° C för varje 100 m stigning) och upp till en viss höjd (upp till 2-3 km) en ökning av nederbörden. Höjdzonering har samma sekvens som på slätten när man flyttar från ekvatorn till polerna. Naturliga zoner i bergen förändras dock mycket snabbare än naturliga zoner på slätten. Dessutom finns i bergen ett speciellt bälte av subalpina och alpina ängar, som inte finns på slätten. Antalet höjdzoner som börjar med en analog av den horisontella zonen inom vilken bergen ligger beror på bergens höjd och läge.

Utvecklingen av jordskorpan på jorden ledde till bildandet av atmosfären, hydrosfären och biosfären. Samtidigt bildades ett planetariskt naturligt komplex, vars fyra komponenter, det vill säga atmosfären, hydrosfären, litosfären och biosfären, är i ständig växelverkan och utbyter materia och energi. Varje komponent i komplexet har sin egen kemisk sammansättning, kännetecknas av sina unika egenskaper. De kan ha ett fast, flytande eller gasformigt tillstånd, sin egen organisering av materia, utvecklingsmönster och kan vara organiska eller oorganiska.

Genom att interagera med varandra påverkar dessa naturliga komponenter varandra och får nya egenskaper. Sålunda, på jordens yta, under den långvariga interaktionen mellan sfärerna, bildades ett nytt skal, som hade sina egna specifika egenskaper, som kallades det geografiska skalet. Läran om det geografiska höljet började ta form i början av 1900-talet. Det geografiska höljet är huvudobjektet för fysisk geografi.

Det geografiska höljet har en unik rumslig struktur. Den är tredimensionell och sfärisk. Detta är zonen för den mest aktiva interaktionen av naturliga komponenter, där den största intensiteten av olika fysiska och geografiska processer och fenomen observeras. På något avstånd upp och ner från jordytan försvagas samspelet mellan komponenterna och försvinner sedan helt. Detta sker gradvis och gränserna för det geografiska höljet - suddig. Ozonskiktet på en höjd av 25-30 km tas ofta som den övre gränsen. Den nedre gränsen för det geografiska skalet dras ofta längs Mohorovicic-sektionen, det vill säga längs astenosfären, som är basen av jordskorpan.

Komponenterna i det geografiska skalet är sammansatta av ämnen av olika sammansättning som finns i annat tillstånd. De avgränsas av ett system av aktiva ytor där materia samverkar och energiflöden omvandlas. Dessa inkluderar: kustzoner, atmosfäriska och oceaniska fronter, periglaciala zoner.

Funktioner hos det geografiska skalet:

1. Det geografiska höljet kännetecknas av en mycket hög sammansättningskomplexitet och ett varierat tillstånd av materia;

2. Livet är koncentrerat i det och det mänskliga samhället existerar;

3. Alla fysiska och geografiska processer i detta skal uppstår på grund av jordens solenergi och inre energi;

4. Alla typer av energi kommer in i skalet, omvandlas i det och bevaras delvis.

Det finns fyra huvudegenskaper hos det geografiska skalet.

1. Rytm förknippad med solaktivitet, jordens rörelse runt solen, jordens och månens rörelse runt solen, solsystem runt galaxens mitt.

2. Ämnescirkulationen, som är uppdelad i cirkulationer av luftmassor och vatten flödar, som bildar luft- och fuktkretslopp, mineralämnens kretslopp och litosfäriska cykler, biologiska och biokemiska kretslopp.

3. Integritet och enhet, som manifesteras i det faktum att en förändring i en komponent naturligt komplex orsakar oundvikligen en förändring i alla andra och hela systemet som helhet. Dessutom återspeglas förändringar som sker på ett ställe på hela skalet, och ibland på någon del av det på en annan plats. Det geografiska skalets enhet och integritet säkerställs av systemet för rörelse av materia och energi.

En mycket viktig egenskap hos det geografiska skalet är dess förmåga att behålla sina grundläggande egenskaper under hela dess existens historia. Under miljontals år har kontinenternas placering på jorden, atmosfärens sammansättning och biosfärens bildande och utveckling förändrats. Samtidigt fanns essensen av det geografiska skalet kvar, som en kontaktzon mellan geosfärer, där endogena och exogena krafter samverkar. Dess huvudsakliga egenskaper har också bevarats: närvaron av vatten i tre tillstånd - flytande, fast och gasformig, närvaron av stabila gränser mellan atmosfären, hydrosfären och litosfären, strålnings- och värmebalansens beständighet, konstansen av saltsammansättningen av världshavet etc. Därför kallas det geografiska höljet geostat, det vill säga ett system som är kapabelt att automatiskt upprätthålla ett visst tillstånd av den naturliga miljön. I historiska termer är det geografiska höljet självorganiserande system, vilket för det närmare biologiska system.

Om du mentalt skär det geografiska höljet från den övre till den nedre gränsen, visar det sig att det nedre skiktet representeras av litosfärens täta substans, och de övre skikten representeras av det lättare ämnet i hydrosfären och atmosfären. Detta arrangemang av det geografiska skalet är resultatet av jordens utveckling, som åtföljdes av differentiering av materia: med frigörandet av tät materia i jordens mitt och lättare materia längs periferin.

Många fysiska och geografiska fenomen på jordens yta är fördelade i form av ränder som sträcker sig längs paralleller, eller i någon vinkel mot dem. Denna egenskap hos geografiska fenomen kallas zonalitet.

Alla komponenter i det geografiska höljet bär avtrycket av inflytandet från världslagen om zonering. Zonindelning är noterad för: klimatindikatorer, växtgrupper, jordtyper. Zonaliteten hos fysisk-geografiska fenomen är baserad på mönstret av solstrålning som kommer in i jorden, vars ankomst minskar från ekvatorn till polerna.

Baserat på kombinationen av värme och fukt som kommer in i olika områden på jorden, bildas geografiska zoner. En rad är markerad geografiska zoner. De är internt heterogena, vilket främst är förknippat med zonal atmosfärisk cirkulation och fuktöverföring. På grundval av detta identifieras sektorer. Som regel finns det 3 av dem: två oceaniska (västra och östra) och en kontinental.

Sektor- detta är ett geografiskt mönster, som uttrycks i en förändring av de viktigaste naturliga indikatorerna längs longituden: från haven till kontinenternas inre. Alla zonfenomen bestäms av endogen energi. Zonindelningsmönster kränks av de orografiska förhållandena i territoriet.

Höjdzon– detta är en naturlig förändring av naturliga indikatorer från havsnivå till bergstoppar. Det bestäms av förändringar i klimatet med höjden, främst av förändringar i mängden värme och fukt. Höjdzonering beskrevs först av A. Humboldt.

Hierarki av geosystem

Hierarki av det naturliga geosystemet. Naturligt geosystem– en historiskt etablerad uppsättning sammanlänkade naturliga komponenter, kännetecknad av rumslig och tidsmässig organisation, relativ stabilitet och förmågan att fungera som en helhet och producera ett nytt ämne. Geosystem kan vara formationer av olika dimensioner.

Naturliga geosystem har en hierarkisk struktur. Det innebär att alla geosystem består av flera element, och varje geosystem ingår som ett strukturellt element i större.

Det finns tre kategorier av geosystem (enligt rumsliga dimensioner): planetarisk(hundratals miljoner km 2) – landskapshöljet som helhet, kontinenter och hav, bälten, zoner; regional– Fysiska och geografiska länder, provinser, regioner. lokala – (från flera m2 till flera tusen m2) områden, trakter, suburochishches, facies.

Var och en av dessa geosystemiska taxa kännetecknas av vissa cykler av materia och energi av en viss skala - stora geologiska, biogeokemiska, biologiska.

Landskapshöljet lyder lagen om den hierarkiska organisationen av dess beståndsdelar. Dess struktur involverar naturliga geosystem av olika spatiotemporala skalor. Från de största och mest hållbara formationerna, som hav och kontinenter, till de små och mycket varierande. De kombineras till ett flerstegssystem av taxa, kallat hierarkin av naturliga geosystem. Från erkännandet av faktumet att underordna geosystem av olika rang kommer triadens metodologiska regel, enligt vilken varje naturligt geosystem måste studeras inte bara på egen hand, utan också nödvändigtvis som att bryta upp i underordnade strukturella element och samtidigt tid som en del av en högre naturlig enhet.

Flera alternativ för taxonomisk klassificering av naturliga geosystem har föreslagits.

Framsteg inom seismologi har gett mänskligheten mer detaljerad kunskap om jorden och de lager som den utgör. Varje lager har sina egna egenskaper, sammansättning och egenskaper som påverkar de viktigaste processerna som sker på planeten. Det geografiska skalets sammansättning, struktur och egenskaper bestäms av dess huvudkomponenter.

Idéer om jorden vid olika tidpunkter

Sedan urminnes tider har människor försökt förstå jordens bildning och sammansättning. De tidigaste spekulationerna var helt ovetenskapliga, i form av myter eller religiösa fabler som involverade gudar. Under antiken och medeltiden uppstod flera teorier om planetens ursprung och dess rätta sammansättning. De äldsta teorierna representerade jorden som en platt sfär eller kub. Redan på 600-talet f.Kr. började grekiska filosofer hävda att jorden faktiskt var rund och innehöll mineraler och metaller. På 1500-talet föreslogs att jorden består av koncentriska sfärer och är ihålig inuti. I början av 1800-talet bidrog gruvdriften och den industriella revolutionen till geovetenskapernas snabba utveckling. Man upptäckte att klippformationerna var ordnade efter deras bildande över tiden. Samtidigt började geologer och naturvetare inse att ett fossils ålder kunde bestämmas ur geologisk synvinkel.

Studie av kemisk och geologisk sammansättning

Det geografiska skalets struktur och egenskaper skiljer sig från andra lager i kemisk och geologisk sammansättning, och det finns också stora skillnader i temperatur och tryck. Modern vetenskaplig förståelse av jordens inre struktur bygger på slutsatser gjorda med hjälp av seismisk övervakning tillsammans med mätningar av gravitations- och magnetfält. I början av 1900-talet gjorde utvecklingen av radiometrisk datering, som används för att bestämma åldern på mineraler och bergarter, det möjligt att erhålla mer exakta uppgifter om det verkliga datumet, som är cirka 4-4,5 miljarder år. Utveckling moderna metoder Utvinningen av mineraler och ädelmetaller, liksom den växande betoningen på mineralernas betydelse och deras naturliga fördelning, bidrog också till att stimulera utvecklingen av modern geologi, inklusive kunskap om vilka lager som utgör jordens geografiska hölje.

Det geografiska skalets struktur och egenskaper

Geosfären omfattar hydrosfären, som sjunker till ett djup av cirka tio kilometer över havet, jordskorpan och en del av atmosfären, som sträcker sig till en höjd av upp till 30 kilometer. Skalets största avstånd varierar inom fyrtio kilometer. Detta lager påverkas av både mark- och rymdprocesser. Ämnen förekommer i 3 fysiska tillstånd och kan bestå av de minsta elementarpartiklarna såsom atomer, joner och molekyler, och inkluderar även många fler flerkomponentstrukturer. Det geografiska höljets struktur betraktas vanligtvis i form av en gemenskap av naturliga och sociala fenomen. Komponenterna i det geografiska höljet presenteras i form av stenar i jordskorpan, luft, vatten, jord och biogeocenoser.

Karakteristiska egenskaper hos geosfären

Strukturen och egenskaperna hos det geografiska skalet antyder närvaron av en viktig serie karaktäristiska egenskaper. Dessa inkluderar: integritet, materiens kretslopp, rytm och ständig utveckling.

Integritet bestäms av resultaten av det kontinuerliga utbytet av ämnen och energi, och kombinationen av alla komponenter förbinder dem till en materiell helhet, där omvandlingen av någon av länkarna kan leda till globala förändringar i alla andra.
Det geografiska höljet kännetecknas av närvaron av en cyklisk cirkulation av materia, till exempel atmosfärisk cirkulation och oceaniska ytströmmar. Mer komplexa processer åtföljs av en förändring i materiens aggregatsammansättning.I andra kretslopp sker en kemisk omvandling av materia eller det så kallade biologiska kretsloppet.
En annan egenskap hos skalet är dess rytm, det vill säga upprepningen av olika processer och fenomen över tiden. Detta orsakas till stor del av viljan hos astronomiska och geologiska krafter. Det finns 24-timmarsrytmer (dag och natt), årsrytmer och rytmer som inträffar under loppet av ett sekel (till exempel 30-årscykler där det finns fluktuationer i klimat, glaciärer, sjönivåer och flodvolymer). Det finns till och med rytmer som inträffar under århundraden (till exempel växlingen av en fas med svalt och vått klimat med en fas av varmt och torrt, som inträffar en gång vart 1800-1900 år). Geologiska rytmer kan vara från 200 till 240 miljoner år och så vidare.
Det geografiska skalets struktur och egenskaper är direkt relaterade till kontinuiteten i utvecklingen.

Kontinuerlig utveckling

Det finns några resultat och funktioner för kontinuerlig utveckling. För det första finns det en lokal separation av kontinenter, hav och havsbottnar. Denna distinktion påverkas av de rumsliga egenskaperna hos den geografiska strukturen, inklusive geografisk och höjdzonindelning. För det andra finns det polär asymmetri, manifesterad i närvaro av betydande skillnader mellan norra och södra halvklotet.

Detta manifesteras till exempel i fördelningen av kontinenter och hav, klimatzoner, sammansättningen av flora och fauna, typer och former av reliefer och landskap. För det tredje är utvecklingen i geosfären oupplösligt kopplad till rumslig och naturlig heterogenitet. Detta leder i slutändan till det faktum att olika nivåer av evolutionsprocessen kan observeras samtidigt i olika regioner. Till exempel forntida istid i olika delar av jorden började och slutade vid olika tidpunkter. I vissa naturområden blir klimatet blötare, medan i andra är det tvärtom.

Litosfären

Strukturen av det geografiska skalet inkluderar en komponent som litosfären. Detta är den fasta, yttre delen av jorden, som sträcker sig till ett djup av cirka 100 kilometer. Detta lager inkluderar skorpan och den övre delen av manteln. Det starkaste och hårdaste lagret av jorden är förknippat med ett sådant koncept som tektonisk aktivitet. Litosfären är uppdelad i 15 stora litosfärer: Nordamerika, Karibien, Sydamerika, Skottland, Antarktis, Eurasiska, Arabiska, Afrikanska, Indiska, Filippinska, Australien, Stillahavsområdet, Juan de Fuca, Cocos och Nazca. Sammansättningen av jordens geografiska hölje i dessa områden kännetecknas av närvaron av olika typer av litosfärisk skorpa och mantelstenar. Litosfärisk skorpa kännetecknas av kontinental gnejs och oceanisk gabbro. Under denna gräns, i de övre skikten av manteln, förekommer peridotit, bergarterna består huvudsakligen av mineralen olivin och pyroxen.

Komponentinteraktion

Det geografiska höljet omfattar fyra naturliga geosfärer: litosfär, hydrosfär, atmosfär och biosfär. Vatten avdunstar från hav och oceaner, vindar flyttar luftströmmar till land, där nederbörd bildas och faller, som återvänder till världshaven på olika sätt. Växtrikets biologiska cykel består av omvandlingen av oorganiskt material till organiskt material. Efter levande organismers död återvänder organiska ämnen till jordskorpan och omvandlas gradvis till oorganiska ämnen.

De viktigaste egenskaperna

Egenskaper för det geografiska skalet:

Möjlighet att ackumulera och omvandla solenergi.
Tillgång till fri energi som är nödvändig för en mängd olika naturliga processer.
Unik förmåga att producera biologisk mångfald och tjäna som en naturlig miljö för livet.
Egenskaperna för det geografiska höljet inkluderar en enorm variation kemiska grundämnen.
Energi kommer från både rymden och jordens djupa inre.

Det unika med det geografiska skalet ligger i det faktum att i korsningen mellan litosfären, atmosfären och hydrosfären, organiskt liv. Det är här som hela det mänskliga samhället dök upp och utvecklas fortfarande och använder de nödvändiga resurserna för sina livsaktiviteter. Det geografiska höljet täcker hela planeten, varför det kallas ett planetariskt komplex, som omfattar stenar i jordskorpan, luft och vatten, jord och enorm biologisk mångfald.

Geografiskt skal - i rysk geografisk vetenskap förstås detta som ett komplett och kontinuerligt skal av jorden, där dess komponenter: den övre delen av litosfären (jordskorpan), den nedre delen av atmosfären (troposfären, stratosfären, hydrosfären och biosfären) ) - liksom antroposfären penetrerar varandra och är i nära samspel. Det sker ett kontinuerligt utbyte av materia och energi mellan dem.

Den övre gränsen för det geografiska höljet dras längs stratopausen, eftersom före denna gräns den termiska effekten av jordytan på atmosfäriska processer känns; gränsen för det geografiska skalet i litosfären kombineras ofta med den nedre gränsen för hypergenesregionen (ibland basen av stratisfären, det genomsnittliga djupet av seismiska eller vulkaniska källor, jordskorpans bas och nivån på noll årligen temperaturamplituder tas som den nedre gränsen för det geografiska skalet). Det geografiska höljet täcker helt och hållet hydrosfären, sjunker ner i havet 10-11 km under havsytan, den övre zonen av jordskorpan och den nedre delen av atmosfären (25-30 km tjockt lager). Den största tjockleken på det geografiska skalet är nära 40 km. Det geografiska höljet är föremål för studier av geografi och dess grenvetenskaper.

Trots kritik av termen "geografiskt hölje" och svårigheterna med att definiera det, används det aktivt i geografi och är ett av huvudbegreppen i rysk geografi.

Idén om det geografiska skalet som "jordens yttre sfär" introducerades av den ryska meteorologen och geografen P. I. Brounov (1910). Modernt koncept utvecklat och infört i systemet för geografiska vetenskaper av A. A. Grigoriev (1932). Konceptets historia och kontroversiella frågor diskuteras mest framgångsrikt i I. M. Zabelins verk.

Begrepp som liknar begreppet det geografiska höljet finns i utländsk geografisk litteratur (jordhöljet av A. Getner och R. Hartshorne, G. Karols geosfär, etc.). Däremot anses det geografiska höljet vanligtvis inte som naturligt system, men som en uppsättning naturliga och sociala fenomen.

Det finns andra jordiska skal vid gränserna för kopplingen mellan olika geosfärer.

2 STRUKTUR AV DEN GEOGRAFISKA MILJÖN

Låt oss överväga de viktigaste strukturella delarna av det geografiska skalet.

Jordskorpan är den övre delen av fast jord. Den är skild från manteln av en gräns med en kraftig ökning av seismiska våghastigheter - Mohorovicic-gränsen. Skorpans tjocklek varierar från 6 km under havet till 30-50 km på kontinenterna. Det finns två typer av skorpa - kontinental och oceanisk. I strukturen av den kontinentala skorpan särskiljs tre geologiska lager: sedimentär täckning, granit och basalt. Den oceaniska skorpan består till övervägande del av grundläggande bergarter, plus sedimentär täckning. Jordskorpan är uppdelad i litosfäriska plattor av olika storlekar, som rör sig i förhållande till varandra. Kinematiken för dessa rörelser beskrivs av plattektonik.

Figur 1 – Uppbyggnad av den lånade skorpan

Det finns en skorpa på Mars och Venus, månen och många satelliter på jätteplaneterna. På Merkurius, även om det tillhör planeterna markbunden grupp, det finns ingen jordskorpa. I de flesta fall består den av basalter. Jorden är unik genom att den har två typer av skorpa: kontinental och oceanisk.

Jordskorpans massa uppskattas till 2,8·1019 ton (varav 21% är oceanisk skorpa och 79% är kontinental). Skorpan utgör endast 0,473 % av jordens totala massa

Den oceaniska skorpan består huvudsakligen av basalter. Enligt teorin om plattektonik bildas den kontinuerligt vid åsar i mitten av havet, divergerar från dem och absorberas i manteln vid subduktionszoner. Därför är havsskorpan relativt ung, och dess äldsta delar går tillbaka till sen jura.

Tjockleken på havsskorpan förblir praktiskt taget oförändrad över tiden, eftersom den huvudsakligen bestäms av mängden smälta som frigörs från mantelmaterialet i åszonerna i mitten av oceanerna. Till viss del har tjockleken på sedimentlagret på havsbotten en inverkan. I olika geografiska områden varierar havskorpans tjocklek mellan 5-7 kilometer.

Inom ramen för skiktningen av jorden genom mekaniska egenskaper, hänvisar oceanisk skorpa till den oceaniska litosfären. Tjockleken på den oceaniska litosfären, till skillnad från skorpan, beror huvudsakligen på dess ålder. I zonerna med åsar i mitten av havet kommer astenosfären mycket nära ytan, och det litosfäriska lagret är nästan helt frånvarande. När man rör sig bort från zonerna i mitten av havets åsar ökar först litosfärens tjocklek i proportion till dess ålder, sedan minskar tillväxthastigheten. I subduktionszoner når tjockleken på den oceaniska litosfären sina största värden, uppgår till 120-130 kilometer.

Kontinentalskorpan har en struktur i tre lager. Det övre lagret representeras av ett diskontinuerligt täcke av sedimentära bergarter, som är vitt utvecklat, men sällan har stor tjocklek. Det mesta av skorpan består av den övre skorpan, ett lager som huvudsakligen består av graniter och gnejser, som har låg densitet och antik historia. Forskning visar att de flesta av dessa bergarter bildades för mycket länge sedan, för cirka 3 miljarder år sedan. Nedan finns den nedre skorpan, bestående av metamorfa bergarter - granuliter och liknande.

Jordskorpan består av ett relativt litet antal grundämnen. Ungefär hälften av massan av jordskorpan är syre, mer än 25 % är kisel. Totalt 18 grundämnen: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - utgör 99,8 % av massan av jordskorpan.

Att bestämma sammansättningen av den övre kontinentala jordskorpan var ett av de första problemen som den unga vetenskapen om geokemi åtog sig att lösa. Egentligen uppstod geokemi från försök att lösa detta problem. Denna uppgift är mycket svår, eftersom jordskorpan består av många stenar med varierande sammansättning. Även inom samma geologiska kropp kan sammansättningen av bergarter variera mycket. Kan fördelas helt i olika områden olika typer raser Mot bakgrund av allt detta uppstod uppgiften att bestämma den allmänna, genomsnittliga sammansättningen av den del av jordskorpan som kommer till ytan på kontinenterna. Å andra sidan uppstod omedelbart frågan om betydelsen av denna term.

Den första uppskattningen av sammansättningen av den övre skorpan gjordes av Clark. Clark var anställd vid US Geological Survey och var involverad i kemisk analys av stenar. Efter många års analysarbete sammanfattade han resultaten av analyserna och beräknade bergarternas genomsnittliga sammansättning. Han föreslog att många tusen prover, huvudsakligen slumpmässigt utvalda, återspeglade den genomsnittliga sammansättningen av jordskorpan. Clarks arbete väckte uppståndelse i det vetenskapliga samfundet. Det kritiserades hårt, eftersom många forskare jämförde denna metod med att få "medeltemperaturen på ett sjukhus, inklusive ett bårhus." Andra forskare trodde att denna metod var lämplig för ett så heterogent föremål som jordskorpan. Sammansättningen av jordskorpan som Clark fick var nära granit.

Nästa försök att bestämma den genomsnittliga sammansättningen av jordskorpan gjordes av Victor Goldshmidt. Han gjorde antagandet att en glaciär som rör sig längs den kontinentala skorpan skrapar bort alla stenar som kommer till ytan och blandar dem. Som ett resultat återspeglar stenar avsatta av glacial erosion sammansättningen av den mellersta kontinentala jordskorpan. Goldschmidt analyserade sammansättningen av bandleror avsatta i Östersjön under den senaste istiden. Deras sammansättning låg förvånansvärt nära den genomsnittliga sammansättningen erhållen av Clarke. Sammanträffandet av uppskattningar som erhållits med så olika metoder var en stark bekräftelse på geokemiska metoder.

Därefter var många forskare involverade i att bestämma sammansättningen av den kontinentala skorpan. Uppskattningarna av Vinogradov, Vedepol, Ronov och Yaroshevsky har fått ett brett vetenskapligt erkännande.

Några nya försök att bestämma sammansättningen av den kontinentala skorpan bygger på att dela upp den i delar bildade i olika geodynamiska miljöer.

Den övre gränsen för troposfären är på en höjd av 8-10 km i polar, 10-12 km i tempererade och 16-18 km i tropiska breddgrader; lägre på vintern än på sommaren. Det nedre, huvudsakliga lagret av atmosfären. Innehåller mer än 80 % av den totala massan av atmosfärisk luft och cirka 90 % av all vattenånga som finns i atmosfären. Turbulens och konvektion är högt utvecklad i troposfären, moln uppstår och cykloner och anticykloner utvecklas. Temperaturen minskar med ökande höjd med en genomsnittlig vertikal gradient på 0,65°/100 m.

Följande accepteras som "normala förhållanden" på jordens yta: densitet 1,2 kg/m3, barometertryck 101,34 kPa, temperatur plus 20 °C och relativ luftfuktighet 50 %. Dessa villkorade indikatorer har rent teknisk betydelse.

Stratosphere (från latin stratum - golv, lager) är ett lager av atmosfären som ligger på en höjd av 11 till 50 km. Kännetecknas av en liten temperaturförändring i 11-25 km skiktet (det nedre skiktet av stratosfären) och en ökning av temperaturen i 25-40 km skiktet från -56,5 till 0,8 C (övre skiktet av stratosfären eller inversionsregionen). Efter att ha nått ett värde av cirka 273 K (nästan 0 °C) på en höjd av cirka 40 km, förblir temperaturen konstant upp till en höjd av cirka 55 km. Denna region med konstant temperatur kallas stratopaus och är gränsen mellan stratosfären och mesosfären.

Det är i stratosfären som ozonskiktet (”ozonskiktet”) ligger (på en höjd av 15-20 till 55-60 km), vilket bestämmer den övre gränsen för liv i biosfären. Ozon (O3) bildas som ett resultat av fotokemiska reaktioner mest intensivt på en höjd av ~30 km. Den totala massan av O3 skulle uppgå till ett lager 1,7-4,0 mm tjockt vid normalt tryck, men detta är tillräckligt för att absorbera livsförstörande ultraviolett strålning från solen. Förstörelsen av O3 sker när det interagerar med fria radikaler, NO och halogenhaltiga föreningar (inklusive "freoner").

I stratosfären behålls det mesta av den kortvågiga delen av ultraviolett strålning (180-200 nm) och kortvågornas energi omvandlas. Under påverkan av dessa strålar förändras de magnetiska fält, molekyler sönderfaller, jonisering sker, nybildning av gaser och annat kemiska föreningar. Dessa processer kan observeras i formen norrsken, blixtar och andra glöd.

I stratosfären och högre skikt, under påverkan av solstrålning, dissocierar gasmolekyler till atomer (över 80 km CO2 och H2 dissocierar, över 150 km - O2, över 300 km - H2). På en höjd av 200-500 km sker jonisering av gaser även i jonosfären, på en höjd av 320 km är koncentrationen av laddade partiklar (O+2, O−2, N+2) ~ 1/300 av koncentration av neutrala partiklar. I de övre lagren av atmosfären finns fria radikaler - OH, HO 2, etc.

Det finns nästan ingen vattenånga i stratosfären.

Troposfären (forntida grekiska τροπή - "sväng", "förändring" och σφαῖρα - "boll") - det nedre, mest studerade lagret av atmosfären, 8-10 km högt i polarområdena, upp till 10-12 km på tempererade breddgrader , vid ekvatorn - 16-18 km.

När man stiger i troposfären sjunker temperaturen med i genomsnitt 0,65 K var 100:e m och når 180 ÷ 220 K (-90 ÷ -53 ° C) i den övre delen. Detta övre lager av troposfären, där temperaturminskningen med höjden upphör, kallas tropopausen. Nästa lager av atmosfären, som ligger ovanför troposfären, kallas stratosfären.

Mer än 80 % av den totala massan av atmosfärisk luft är koncentrerad i troposfären, turbulens och konvektion är högt utvecklade, den övervägande delen av vattenångan är koncentrerad, moln uppstår, atmosfäriska fronter bildas, cykloner och anticykloner utvecklas, liksom andra processer som bestämmer väder och klimat. De processer som sker i troposfären orsakas främst av konvektion.

Den del av troposfären inom vilken bildandet av glaciärer på jordens yta är möjligt kallas jonosfären.

Hydrosfären (från antikens grekiska Yδωρ - vatten och σφαῖρα - boll) är jordens vattenskal.

Det bildar ett intermittent vattenskal. Havets genomsnittliga djup är 3850 m, det maximala ( Marian Trench Stilla havet) - 11 022 meter. Cirka 97% av hydrosfärens massa består av salt havsvatten, 2,2% är isvatten, resten är underjordiska, sjöar och flodvatten. färskt vatten. Den totala vattenvolymen på planeten är cirka 1 532 000 000 kubikkilometer. Hydrosfärens massa är ungefär 1,46 * 10 21 kg. Detta är 275 gånger atmosfärens massa, men bara 1/4000 av hela planetens massa. Hydrosfären består till 94 % av vattnet i Världshavet, i vilket salter är lösta (3,5 % i genomsnitt), samt ett antal gaser. Det översta lagret av havet innehåller 140 biljoner ton koldioxid, och löst syre - 8 biljoner ton. Regionen av biosfären i hydrosfären är representerad i hela dess tjocklek, men den högsta tätheten av levande materia förekommer i ytskikten som värms upp och belyses av solens strålar, såväl som kustzoner.

I allmänna termer är hydrosfären uppdelad i världshavet, kontinentala vatten och grundvatten. Det mesta av vattnet är koncentrerat i havet, mycket mindre i det kontinentala flodnätet och grundvattenÅh. Det finns också stora reserver av vatten i atmosfären, i form av moln och vattenånga. Över 96 % av hydrosfärens volym består av hav och oceaner, cirka 2 % är grundvatten, cirka 2 % är is och snö, cirka 0,02 % är ytvatten sushi. En del av vattnet är inne fast tillstånd i form av glaciärer, snötäcke och i permafrost, som representerar kryosfären.

Ytvatten, som upptar en relativt liten andel i total massa hydrosfärer spelar ändå en viktig roll i livet i den terrestra biosfären, eftersom de är den huvudsakliga källan till vattenförsörjning, bevattning och vattenförsörjning.

Biosfär (från antikens grekiska βιος - liv och σφαῖρα - sfär, boll) är jordens skal befolkat av levande organismer, under deras inflytande och upptagna av produkterna av deras livsviktiga aktivitet; "livets film"; jordens globala ekosystem.

Biosfären är jordens skal som befolkas av levande organismer och omvandlas av dem. Biosfären började bildas senast för 3,8 miljarder år sedan, när de första organismerna började dyka upp på vår planet. Den penetrerar hela hydrosfären, den övre delen av litosfären och den nedre delen av atmosfären, det vill säga den bebor ekosfären. Biosfären är helheten av alla levande organismer. Det är hem för mer än 3 000 000 arter av växter, djur, svampar och bakterier. Människan är också en del av biosfären, hennes aktivitet överträffar många naturliga processer och, som V.I. Vernadsky sa: "Människan blir en kraftfull geologisk kraft."

Franske naturvetaren Jean Baptiste Lamarck tidiga XIX V. för första gången föreslog han i huvudsak begreppet biosfär, utan att ens introducera själva termen. Termen "biosfär" föreslogs av den österrikiske geologen och paleontologen Eduard Suess 1875.

En holistisk doktrin om biosfären skapades av biogeokemisten och filosofen V.I. Vernadsky. För första gången tilldelade han levande organismer rollen som den huvudsakliga transformativa kraften på planeten jorden, med hänsyn till deras aktiviteter inte bara för närvarande utan också i det förflutna.

Det finns en annan, bredare definition: Biosfären - området där livet sprider sig kosmisk kropp. Med tanke på att existensen av liv på andra rymdobjekt, förutom att jorden fortfarande är okänd, tror man att biosfären kan sträcka sig till dem i mer dolda områden, till exempel i litosfäriska håligheter eller i subglaciala hav. Till exempel övervägs möjligheten av att det finns liv i havet av Jupiters satellit Europa.

Biosfären ligger i skärningspunkten mellan den övre delen av litosfären och den nedre delen av atmosfären och upptar nästan hela hydrosfären.

Övre gräns i atmosfären: 15-20 km. Det bestäms av ozonskiktet, som blockerar kortvågig ultraviolett strålning, som är skadlig för levande organismer.

Nedre gräns i litosfären: 3,5-7,5 km. Det bestäms av temperaturen för övergången av vatten till ånga och temperaturen för denaturering av proteiner, men i allmänhet är fördelningen av levande organismer begränsad till ett djup av flera meter.

Gräns mellan atmosfären och litosfären i hydrosfären: 10-11 km. Bestäms av botten av världshavet, inklusive bottensediment.

Biosfären består av följande typer av ämnen:

Levande materia - hela uppsättningen av kroppar av levande organismer som bor på jorden, är fysikaliskt-kemiskt enad, oavsett deras systematiska tillhörighet. Massan av levande materia är relativt liten och uppskattas till 2,4...3,6 1012 ton (i torrvikt) och är mindre än en miljondel av hela biosfären (ca 3 1018 ton), vilket i sin tur är mindre än en tusendels massa av jorden. Men detta är "en av de mest kraftfulla geokemiska krafterna på vår planet", eftersom levande materia inte bara bebor biosfären, utan förvandlar jordens utseende. Levande materia är mycket ojämnt fördelat i biosfären.

Biogen materia är ett ämne som skapas och bearbetas av levande materia. Under organisk evolution passerade levande organismer genom sina organ, vävnader, celler och blod tusen gånger genom hela atmosfären, hela volymen av världshaven och en enorm massa mineralämnen. Denna geologiska roll för levande materia kan föreställas från avlagringar av kol, olja, karbonatstenar etc.

Inert ämne - produkter bildade utan deltagande av levande organismer.

Bioinert substans, som skapas samtidigt av levande organismer och inerta processer, representerar dynamiskt jämviktssystem för båda. Dessa är jord, silt, vittringsskorpa, etc. Organismer spelar en ledande roll i dem.

Ett ämne som genomgår radioaktivt sönderfall.

Spridda atomer, ständigt skapade av all slags jordisk materia under inverkan av kosmisk strålning.

Ämne av kosmiskt ursprung.

Hela lagret av livets inflytande på livlös natur kallas megabiosfären, och tillsammans med artebiosfären - utrymmet för humanoid expansion i rymden nära jorden - panbiosfären.

Substratet för liv i atmosfären av mikroorganismer (aerobionter) är vattendroppar - atmosfärisk fukt, energikällan är solenergi och aerosoler. Från ungefär trädtopparna till höjden av den vanligaste platsen för cumulusmoln, sträcker sig tropobosfären (med tropobionter; detta utrymme är ett tunnare lager än troposfären). Ovanför växer ett lager av extremt sällsynt mikrobiota - altobiosfären (med altobionter). Ovanför finns ett utrymme där organismer penetrerar slumpmässigt och inte reproducerar ofta - parabiosfären. Ovan är apobiosfären.

Geobiosfären är bebodd av geobioter, substratet och delvis den livsmiljö som är jordens himlavalv. Geobiosfären består av livets område på landytan - terrabiosfären (med terrabionter), uppdelad i fytosfären (från jordens yta till trädtopparna) och pedosfären (jordar och underjordar; ibland inkluderar detta hela vittringsskorpan) och livet i jordens djup - lithobiosfären (med litobionter som lever i porerna i stenar, främst i grundvatten). På höga höjder i bergen, där livet inte längre är möjligt högre växter, den höghöjda delen av terrabiosfären ligger - den eoliska zonen (med eolobionter). Litobiosfären bryts ner i ett lager där aerobt liv är möjligt - hypoterrabiosfären och ett lager där endast anaerober kan leva - tellurobiosfären. Livet i en inaktiv form kan tränga djupare in i hypobiosfären. Metabiosfär - alla biogena och bioinerta bergarter. Abiosfären ligger djupare.

I djupet av litosfären finns 2 teoretisk nivå livets spridning är 100 °C-isotermen, under vilken vatten kokar vid normalt atmosfärstryck, och 460 °C-isotermen, där vatten vid vilket tryck som helst förvandlas till ånga, d.v.s. det kan inte vara i flytande tillstånd.

Hydrobiosfären - hela det globala lagret av vatten (utan grundvatten), bebott av hydrobionter - bryts ner i ett lager av kontinentala vatten - aquabiosfären (med aquabionter) och regionen av hav och oceaner - marinobiosfären (med marinobionter). Det finns 3 lager - en relativt starkt upplyst fotosfär, en alltid mycket skymningsdisfotosfär (upp till 1% solinstrålning) och ett lager av absolut mörker - afotosfären.